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陶瓷学报2024年第03期:Na_5YSi_4O_(12)基陶瓷固态钠电池电解质的制备及导电行为研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:徐瑶;刘立敏;周晓亮;郭炜琳;李婕;郭心如;

单位:西南石油大学化学化工学院;

摘要:钠离子固态电解质虽然已经被研究了多年,但其室温电导率低,且与有机液态电解液电导率相差一个数量级,这些缺陷成为限制其实际应用的主要障碍。为此,以Na_5YSi_4O_(12)基陶瓷电解质作为研究对象,以NaNO_3、YN_3O_9·6H_2O和C_8H_(20)O_4Si为原料,采用溶液辅助的固相反应法(SASSR)制备具有六方晶系结构的高性能固态陶瓷电解质Na_5YSi_4O_(12)材料。研究了Na_5YSi_4O_(12)(NYS)的烧结温度、保温时间与离子电导率之间的关系。研究发现,样品经1050℃保温6 h后的离子电导率最高为1.52 m S·cm~(-1),活化能为0.215 e V。相比于传统的固相反应法制备的材料,电导率得到了较大的提升。其较高的电导率得益于Na_5YSi_4O_(12)粉体烧结活性高和独特的3D传输通道,材料中Na~+既可沿着通道传输,也可在不同的通道间进行跨越传输,从而赋予了材料较高的电导率。研究表明Na_5YSi_4O_(12)是一种很有潜质的快钠离子导体。

关键词:钠离子电池;;固态电解质;;Na_5YSi_4O_(12);;离子电导率;;溶液辅助的固相反应法

基金资助:国家自然科学基金(22075231);; 国家重点研发计划(2021YFB4001502);; 四川省重点研发项目(省院省校科技合作)(2021YFSY0022)